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车载紧凑式换热器高效轻质的性能优化研究

西安交通大学学报 2024年第1期58卷 138-145页

作者：杨佳琪曹元福姜涛李明佳西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 中国北方车辆研究所北京100072 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对当前车载锯齿型板翅式换热器在某新型车辆有限空间内传热与流动阻力性能不足、整机质量大的问题,提出了一种车载锯齿型板翅式换热器的优化方案。首先,对4种具有不同翅片参数的空气-水车载锯齿型板翅式换热器进行了实验测试,探究了... 详细信息

针对当前车载锯齿型板翅式换热器在某新型车辆有限空间内传热与流动阻力性能不足、整机质量大的问题,提出了一种车载锯齿型板翅式换热器的优化方案。首先,对4种具有不同翅片参数的空气-水车载锯齿型板翅式换热器进行了实验测试,探究了已有换热器的传热与流动特性;然后,基于实验数据构建了锯齿型翅片通道的三维数值计算模型,获得了适用结构参数范围更加宽泛且拟合精度良好的换热器流动换热关联式,同时基于换热器几何结构获得了整机质量计算模型;最后,结合非支配排序遗传算法(NSGAⅡ)以及传热与流动阻力综合性能评价图,开展了车载锯齿型板翅式换热器关键翅片结构参数的多目标优化研究,给出了综合性能优异的换热器结构参数。结果表明:优化后锯齿型板翅式换热器的阻力系数降低了14.3%,综合性能评价因子增加了10.7%,整机质量减少了18.2%,实现了换热器高效轻质的优化目标。所提车载锯齿型板翅式换热器优化方案,对提升其综合性能与降低制造成本具有参考价值。

关键词：车载紧凑式换热器锯齿型翅片综合性能评价图遗传算法综合性能优化

基于概率信息与协作学习的鲁棒T-S模糊建模方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第1期57卷 87-94页

作者：江敏吴鸿云柏昀旭陆新江陈秉正中南大学机电工程学院长沙410083 长沙矿山研究院有限责任公司长沙410012 国家金属采矿工程技术研究中心长沙410012 天津大学机械工程学院天津300072

T-S模糊建模方法在非线性系统建模中取得了大量的应用.然而,T-S模型在参数辨识过程中忽略了结构风险项,同时没有考虑各个规则之间的联系,因此在数据受到非高斯噪声和异常点的影响时,模型容易失效.针对以上不足,提出了基于概率信息与协... 详细信息

T-S模糊建模方法在非线性系统建模中取得了大量的应用.然而,T-S模型在参数辨识过程中忽略了结构风险项,同时没有考虑各个规则之间的联系,因此在数据受到非高斯噪声和异常点的影响时,模型容易失效.针对以上不足,提出了基于概率信息与协作学习的模糊建模方法.该方法建立了规则之间协作学习机制以保证模型的连续性、平滑性与鲁棒性,并进一步构建了包含正则化项、误差项、规则概率信息及规则之间协作关系项的目标函数,用于提高模型的泛化能力和建模性能.除此之外,建立了空间投影机制,将数据低维特征空间的非线性关系转换为高维投影空间的线性关系,以增强规则之间的协作性.针对该模型,建立了基于最小二乘的求解方法,获得了可靠的模型参数.数学算例仿真和实际锻压实验表明:所提出的方法在面对噪声以及强非线性影响时,依然能在规则数较低的情况下保持优秀的建模性能.对比其他优秀的模糊建模方法,该模型有着更强的抗干扰能力,且建模均方根误差(RMSE)远低于其他建模方法.综上所述,所提出的方法对传统方法和建模理论进行了改进,即使面对强非线性系统拥有较强的泛化能力、鲁棒性以及优秀的建模能力,并且能够以较少的模糊规则对工程当中非线性、不确定性系统建模.

关键词：模糊建模概率信息协作学习噪声鲁棒性

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铜冶炼烟尘加压浸出及物相演变行为

中国有色金属学报 2024年第6期34卷 2072-2083页

作者：王阳波李存兄成圳王启亮罗劲松宋健清毛罗滨邓戈胡一平昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093 云南铜业股份有限公司西南铜业分公司昆明650102

铜冶炼烟尘是火法炼铜过程产出的高附加值二次资源,为实现其中铜、锌等有价金属的浸出及砷的分离,本文研究铜烟尘加压浸出及同步沉砷新工艺技术参数优化与过程物相演变规律。结果表明:在反应温度由140℃升高至160℃过程中,锌、铜浸出率... 详细信息

铜冶炼烟尘是火法炼铜过程产出的高附加值二次资源,为实现其中铜、锌等有价金属的浸出及砷的分离,本文研究铜烟尘加压浸出及同步沉砷新工艺技术参数优化与过程物相演变规律。结果表明:在反应温度由140℃升高至160℃过程中,锌、铜浸出率分别可达96%和97%,砷沉淀率由36%提高至92%,砷沉淀形态由非晶形砷酸铁(FeAsO_(4)·n H_(2)O,n≠2)向晶型砷酸铁(FeAsO_(4)·2H_(2)O)演变;整个反应过程显著分为以锌、铜高效浸出(0~60 min)和砷铁共沉淀(60~180 min)两个阶段;增大搅拌转速、提高液固比可进一步提升体系的氧化传质速率和砷酸铁矿化物相-臭葱石生成速率。在反应温度160℃、时间3 h、初始酸度40 g/L、液固比5∶1、搅拌转速600 r/min的优化技术参数条件下,锌、铜浸出率均可达96%以上,砷沉淀率可达92%,浸出渣主要物相为硫酸铅与臭葱石,实现了锌、铜的深度浸出和砷的高效分离。

关键词：铜冶炼烟尘加压浸出锌、铜浸出率臭葱石

基于频域和时域法的电池包随机振动疲劳计算对比研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 208-218页

作者：吴光强李超丁丰章蕾同济大学汽车学院上海201804 卡特彼勒技术研发(中国)有限公司江苏无锡214000

针对频域法和时域法在随机振动疲劳计算中的适用性问题,以某型号电池包为研究对象,综合研究了2种方法的计算精度和计算效率.首先,建立电池包有限元模型,并通过模态试验进行验证;其次,以国标GB 38031―2020加速度功率谱密度(PSD)载荷谱... 详细信息

针对频域法和时域法在随机振动疲劳计算中的适用性问题,以某型号电池包为研究对象,综合研究了2种方法的计算精度和计算效率.首先,建立电池包有限元模型,并通过模态试验进行验证;其次,以国标GB 38031―2020加速度功率谱密度(PSD)载荷谱作为频域载荷输入,并利用傅里叶逆变换技术将其转换为加速度时域载荷;最后,分别基于频域法和时域法计算电池包的振动加速度、应力和疲劳寿命,并进行了计算精度、效率的对比分析和精度的试验验证.结果表明,在电池包总振级和应力均方根值(RMS)方面,频域法和时域法计算结果相近,相对误差小于16%;在加速度和应力峰值方面,频域法“3σ”计算结果与时域法差距较大,若采用“4σ”或“5σ”原则,计算结果与时域法相近,相对误差小于15%;在振动疲劳方面,频域法计算寿命约为时域法的3~6倍,主要原因包括Dirlik模型和应力响应PSD谱差异,其中Dirlik模型造成的差距小于1.5倍;在计算效率方面,频域法比时域法高约134倍.试验数据表明,时域法计算精度更高,适用于结构危险位置振动疲劳的精确计算,而频域法计算效率更高,适用于结构危险位置的快速预测.

关键词：电池包随机振动疲劳寿命时域分析频域分析

新型电力系统数据跨域流通泛安全边界防护技术

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电力系统自动化 2024年第6期48卷 96-111页

作者：郭少勇刘岩邵苏杰臧志斌杨超亓峰网络与交换技术国家重点实验室(北京邮电大学) 北京市100876 国网信息通信产业集团有限公司北京市102211 国网辽宁省电力有限公司辽宁省沈阳市110006

新型电力系统建设涉及多业务系统、多部门、多方主体间进行海量、异构数据的交互和共享,电力数据的内外部网络环境与安全形势日趋复杂化,数据流通的脆弱性风险加剧。首先,分析新型电力系统下数据流的类型与特性,概括电力数据流通安全防... 详细信息

新型电力系统建设涉及多业务系统、多部门、多方主体间进行海量、异构数据的交互和共享,电力数据的内外部网络环境与安全形势日趋复杂化,数据流通的脆弱性风险加剧。首先,分析新型电力系统下数据流的类型与特性,概括电力数据流通安全防护面临的新形势;其次,基于专用数据处理器(DPU)的高性能流量编排和多功能安全网关能力,构建面向电力数据跨域流通安全增强的泛安全边界,凭借数据面可编程技术沟通网络安全与数据安全双维度安全能力,提出基于DPU的数据跨域流通协同防护技术应用方案;最后,阐释DPU在不同电力通信网络层次的部署方式、价值与关键技术,分析现阶段DPU在电力领域应用存在的挑战。

关键词：新型电力系统数据流通专用数据处理器数据安全网络安全安全防护

基于老化补偿的功率模块全生命周期在线结温监测方法

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电工技术学报 2024年第12期39卷 3705-3717页

作者：郑丹宁圃奇仇志杰范涛温旭辉中国科学院电工研究所北京100190

功率模块结温在线监测对提升系统性能和可靠性具有重要意义。应用导通饱和压降和电流对结温进行估计,对测量带宽要求不高,对硬件和算法的侵入性低,是比较理想的结温在线监测方法。但是传统的测量方法很难满足结温精度要求,另外长期工作... 详细信息

功率模块结温在线监测对提升系统性能和可靠性具有重要意义。应用导通饱和压降和电流对结温进行估计,对测量带宽要求不高,对硬件和算法的侵入性低,是比较理想的结温在线监测方法。但是传统的测量方法很难满足结温精度要求,另外长期工作下功率模块老化会引起温度模型参数漂移,进一步加剧结温估计误差。为此,该文提出一套高精度测量电路和采样校准策略,应用温漂抑制、动态自适应采样、误差定向标定、同步时序控制等策略,大幅提高了在线采样分辨率和结温估计精度。针对老化问题,提出一种基于大电流注入的急停控制策略,解决了老化特征参数在线辨识问题,实现了结温模型的老化补偿,大大提高了老化后的结温监测精度,实现了全生命周期高精度在线监测。最后,在250kW三相变流器平台上进行了实验验证,得到老化前后的结温估计误差,证明了该文方法对提高结温监测精度具有明显效果。

关键词：结温在线监测导通饱和压降高精度测量老化补偿参数辨识

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面向高端装备承力结构的超声导波检测系统

振动．测试与诊断 2024年第1期44卷 121-128,201页

作者：魏钧涛韩泽陈佩祥姜明顺山东大学控制科学与工程学院济南250061

针对高端装备承力结构的健康监测问题,研制了集成128个传感器通道的超声导波检测系统,包括集成化的压电传感智能层、系统主机和具有损伤实时定位功能的上位机软件3部分。首先,通过优化智能层外观与叠层设计、提高主机输出功率、自适应... 详细信息

针对高端装备承力结构的健康监测问题,研制了集成128个传感器通道的超声导波检测系统,包括集成化的压电传感智能层、系统主机和具有损伤实时定位功能的上位机软件3部分。首先,通过优化智能层外观与叠层设计、提高主机输出功率、自适应放大响应信号、增加串扰抑制电路等措施,保证系统能够在复杂环境中可靠运行;其次,搭建不同的测试环境,分别对系统的串扰抑制效果、定位准确性和变温变振动条件下信号的稳定性进行验证。结果表明:系统实现了对不同强度串扰信号的剥离;损伤定位误差为毫米级;温度和振动干扰引起的损伤指数较模拟损伤小1个数量级。该超声导波检测系统稳定性高、环境适应性强,可作为在线监测仪器用于高端装备承力结构的健康监测。

关键词：超声导波串扰抑制智能层结构健康监测

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硫化砷渣稳定固化及资源化利用研究进展

中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1690-1701页

作者：宋健清李存兄罗劲松王启亮王阳波成圳毛罗滨昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093 云南铜业股份有限公司西南铜业分公司昆明650102

有色金属冶炼过程产出的硫化砷渣稳定性差,处置不当将造成极大的安全隐患,其稳定固化及资源化利用是有色金属行业可持续发展亟待解决的难题。目前,硫化砷渣的处置主要有两种途径,一种是将其进行无害化处理以减小其毒性和环境风险,使硫... 详细信息

有色金属冶炼过程产出的硫化砷渣稳定性差,处置不当将造成极大的安全隐患,其稳定固化及资源化利用是有色金属行业可持续发展亟待解决的难题。目前,硫化砷渣的处置主要有两种途径,一种是将其进行无害化处理以减小其毒性和环境风险,使硫化砷中的砷以砷酸铁、砷酸钙等形式固化堆存;另一种是进行资源化利用,将砷转化为高纯金属砷、合金材料等产品,并综合回收硫化砷渣中的其他有价金属,达到污染治理和综合利用的双重目的,符合可持续发展的理念。本文在阐述硫化砷渣物化特性的基础上,论述了近年来硫化砷渣在稳定固化和资源化利用方面的研究动态,为解决工业生产中砷的安全处置提供思路。此外,结合近年来的硫化砷渣处理工艺,对未来砷的治理和砷的清洁回收利用技术进行了展望。

关键词：硫化砷渣物化特性稳定固化资源化利用

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动态再结晶对纯镍热压连接界面结合率的影响

中国有色金属学报 2024年第8期34卷 2708-2718页

作者：仝珏川袁瑶仝大明郭正洪顾剑锋上海交通大学上海市激光制造与材料改性重点实验室上海200240 上海交通大学材料改性与数值模拟研究所上海200240

为研究热压连接过程中显微组织演化与连接界面结合效果的关系,以纯镍试棒为载体进行单向热压模拟实验。通过采用不同温度和变形速率的组合,触发不同类型的不连续动态再结晶;对热压后的试棒进行室温拉伸测试和显微组织表征。结果表明:纯... 详细信息

为研究热压连接过程中显微组织演化与连接界面结合效果的关系,以纯镍试棒为载体进行单向热压模拟实验。通过采用不同温度和变形速率的组合,触发不同类型的不连续动态再结晶;对热压后的试棒进行室温拉伸测试和显微组织表征。结果表明:纯镍在动态再结晶过程中,当热压温度高至1100℃和热压变形速率低至0.001 s^(-1)的组合易于触发晶界弓出的再结晶方式,分体试棒连接界面的迁移效应显著,得到高的结合率;而当热压温度低至800℃和热压变形速率高至0.01 s^(-1)时易于产生亚晶合并的再结晶方式,其对界面迁移的影响相对较弱,分体试棒的界面结合率较低。亚晶合并耦合多相场法的界面迁移模型分析同样表明,亚晶合并形核仅能消除小角度晶界,而对大角度晶界(如连接界面)的消除效果较弱。

关键词：热压连接不连续动态再结晶连接界面结合再结晶形核类型多相场法